יום שלישי, 15 בספטמבר 2009

האם שימוש בחמצן טהור מסוכן לגוף?

חוב שאני חייב לשרון בריזינוב, קורא ותיק של "מדע פשוט". שרון שואל:
האם שימוש ממושך ב-100% חמצן מסוכן למערכות הגוף? אם כן למה?
התשובה היא שנשימה של חמצן טהור אינה מסוכנת, ולראיה זה הטיפול המקובל בבתי חולים במקרה של קושי נשימתי חמור. עם זאת, יש כיום ביקורת על השימוש בחמצן טהור כטיפול לבעיות נשימה. התברר במחקר משנת 2007 שבעצם לחמצן טהור עלולה להיות השפעה הפוכה. בדיקת fMRI הראתה שהוא מעורר פעילות יתר במספר חלקים במוח, פעילות שגורמת להיפותלמוס להפריש כמות גדולה של הורמונים לדם. ההורמונים הללו דווקא פוגעים ביכולת הלב להזרים דם לגוף. על כן, החוקרים מציעים שימוש בתערובת של 5% פחמן דו-חמצני ו-95% חמצן.

אגב, חמצן עלול להיות מסוכן אם הלחץ שלו גבוה. נשימה של חמצן בלחץ של יותר מ-1.6 אטמוספירות עלולה לגרום למוות. למצב הזה קוראים הרעלת חמצן. הנזק יכול להתבטא במספר אופנים: נזק למערכת העצבים המרכזית, לריאות ולעיניים. האוויר מכיל כ-21% חמצן, כלומר הלחץ החלקי של החמצן הוא כחמישית אטמוספירה, וזה אומר, כצפוי, שהחמצן באוויר אינו מסוכן בכל הנוגע להרעלת חמצן. גם חמצן טהור אינו מסוכן בהיבט זה משום שהוא מכיל חמצן בלחץ של אטמוספירה אחת. לעומת זאת, נשימה ישירות מבלון של חמצן דחוס עלולה להיות קטלנית.

הנושא של הרעלת חמצן נלקח בחשבון, כמובן, בספורט הצלילה. עם הירידה לעומק גדל הלחץ של הגז הנכנס מהבלון לגוף, ולכן לכל סוג של בלון מוגדר עומק צלילה מקסימלי. כך למשל, שימוש בבלון שמכיל חמצן טהור מותר עד לעומק של שישה מטרים בלבד. לעומת זאת, בלון ניטרוקס-36 שמכיל 36% חמצן (מבחינת נפח) והיתר חנקן בטיחותי לשימוש עד לעומק של 29 מטר, משום שבעומק רב יותר הלחץ החלקי של החמצן גדול מ-1.4 אטמוספירות וקיימת סכנה של הרעלת חמצן. מי שרוצה לצלול עמוק יותר צריך להשתמש בתערובת שמכילה פחות חמצן, אבל כעת מתחילה להתעורר בעיה נוספת - הרעלת חנקן. לכן עדיף להשתמש בתערובת אחרת שמכילה הליום במקום חנקן. תערובת זו קרויה טרימיקס אם היא מכילה חמצן, חנקן והליום או הליוקס במקרה שכל החנקן הוחלף בהליום. הורדת כמות החמצן בתערובת מאפשרת ירידה לעומק רב עוד יותר - אפילו יותר מ-100 מטר, אבל כל זה מחייב כמובן אימון מיוחד.

בכל אופן, למי שבריא ולא נמצא כעת בצלילה אין סיבה לנשום אוויר מועשר בחמצן. בהקשר זה, הטרנד החדש של טיפול בחמצן, המוכר גם בשם בר חמצן, הוא בעיני בזבוז כסף, ותו לא. משהו כמו בקבוק אוויר בשקל:

11 תגובות:

יגאל אמר/ה...

שאלה בקשר לצוללנים ותערובת ההליוקס. האם זה לא מסוכן להשתמש בתערובת עם פחות חמצן מהרגיל?

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

על מנת שייכנס מספיק חמצן לדם צריך שהלחץ החלקי של החמצן הנכנס לריאות יהיה לפחות 0.16 אטמוספרות.

מי שצולל לעומק רב לוקח לפחות שני סוגי בלונים. בהתחלה הוא משתמש בתערובת שמכילה הרבה חמצן, למשל ניטרוקס-36. אחר כך, כשהוא יורד לעומק גדול ולחץ המים גדל, הוא מחליף להליוקס עם אחוז נמוך של חמצן.

החישוב המדויק הוא זה: לחץ חלקי של גז שווה ללחץ המים כפול אחוז הגז בתערובת (מבחינת נפח). אם למשל יש בהליוקס 5% חמצן, כדאי לעבור להליוקס בערך בעומק של 30 מטר, כשלחץ המים מגיע ל-4 אטמוספרות. אז, הלחץ החלקי של החמצן עומד על 0.2 אטמוספרות.

ניתן להימנע מכול החישובים הללו אם משתמשים בחליפת צלילה אטמוספרית (Atmospheric diving suit), כלומר חליפה קשיחה שבתוכה נשמר לחץ של אטמוספרה אחת. אבל זו חליפה מאוד יקרה, וחופש התנועה של הצוללן בתוכה מוגבל, כך שחובבים לא משתמשים בה.

שרון בריזינוב אמר/ה...

אריה תודה רבה על ההתיחסות,
דבר מסוים שלא הבנתי:

במידה ואני נושם חמצן בלחץ של 1.6 אטומוספרות, כשהוא נכנס לתוך הגוף הלחץ שלו נשמר ? הרי הוא יכול להתפשט בתוך הגוף עד לכניסה לריאות .. ?

תודה רבה!

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

אם אתה שואף שאיפה אחת של גז בלחץ כזה, אז זה לא נורא. אבל אם אתה מחבר צינור לפה שיש בו חמצן בלחץ חלקי של 1.6 אטמוספרות, אז זה יהיה גם הלחץ של החמצן בריאות, משום שאין בדרך מהפה לריאות מקום שבו הלחץ יירד. כתוצאה מכך כמות גדולה של חמצן תתמוסס בדם (בהתאם לחוק הנרי) ותיתכן הרעלת חמצן.

שרון בריזינוב אמר/ה...

הבנתי, רב תודות על כל ההתיחסויות שלך לשאלות!

דנה אמר/ה...

הסרטון גדול. הזכיר לי נשכחות

אנונימי אמר/ה...

סרטון מצחיק אבל גם בלעדיו ידעתי שאויר מועשר בחמצן זה עבודה בעיניים

רונית אמר/ה...

שלום
אני בעלת 2 כוכביי צלילה ורוצה לעבור קורס בשימוש של נייטרוקס מאחר ואני צוללת עד עומק של 35 מטר האם השימוש בנייטרוקס הופך להיות בעייתי והאים יש תחליפים לבלון אויר רגיל ולנייטרוקס? מה הם היתרונות והחסרונות בשימוש בנייטרוקס ?
תודה

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

שלום רונית. אני יכול לענות מההיבט המדעי, אך אני ממליץ שתתייעצי גם עם אנשי מקצוע מתחום הצלילה.

שימוש בניטרוקס מקטין את העומק המקסימלי של הצלילה: Maximum_operating_depth

עם ניטרוקס-36 לא מומלץ לרדת מתחת ל-29 מטר ועם ניטרוקס-32 לא מומלץ לרדת מתחת ל-34 מטר. על מנת לרדת לעומק רב יותר רצוי להשתמש בתערובת שמכילה הליום (טרימיקס או הליוקס).

היתרון של ניטרוקס על פני אוויר רגיל הוא יכולת שהייה ארוכה יותר בעומק המקסימלי וסכנה נמוכה יותר של מחלת דקומפרסיה. דקומפרסיה נגרמת עקב היווצרות בועות גז בדם (בעיקר חנקן), וכאשר כמות החנקן בתערובת נמוכה יותר (כמו בניטרוקס) הסכנה נמוכה יותר.

אנונימי אמר/ה...

לד"ר שלום
אני מטופל בחמצן מועשר למיגרנה עם כאבי תופת CLUSTER HEADACHES ,האם החמצן מסוכן מכיוון שאמרו לי שהוא מעוור במשך זמן השימוש בו ואם הוא מסוכן אז למה ואיך?

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

לאנונימי, אין לי ידע בנושא השפעות ארוכות טווח של טיפול עם חמצן - אני ממליץ להתייעץ עם הרופאים המטפלים בך לגבי סוגייה זו.